CN214662063U - 一种步进电机驱动的比例调节阀 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种步进电机驱动的比例调节阀，包括阀体，阀体水平开设有空气通道以及燃气通道，步进电机包括前端轴及后端轴，前端轴顶端设置有联轴器，前端轴通过联轴器连接阀轴；后端轴连接有磁钉，步进电机尾部设置有螺钉和电路板；所述电路板通过螺钉安装于所述步进电机尾部；电路板根据磁钉的角度位置输出驱动信号给步进电机，步进电机的前端轴通过联轴器带动阀轴转动，改变阀片的开度，从而改变燃气通道的流通面积，实现对燃气量的调整与控制，采用本实用新型技术方案够提供更大范围的燃气流量，成本降低，保证发动机的安全运行，可靠性高。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃气发动机控制技术领域，尤其涉及一种步进电机驱动的比例调节阀。
背景技术
燃气发动机领域，尤其是大缸径、多缸数燃气发动机，空燃比的调整均为依靠布置于进气汇总管前端的单个或者两个空燃比执行单元进行所有气缸的总体控制与调节。
某些小缸径的燃气发动机会采用燃气电喷阀的方式来实现空燃比的单缸调整，但是对于大缸径燃气发动机却很难适用，原因一：单个电喷阀的气体流量较小，无法满足大缸径燃气发动机的单缸进气量需求；原因二：燃气发动机用电喷阀基本均为国外进口产品，价格昂贵，并且大流量的电喷阀目前没有应用于市场的成熟产品；原因三：燃气电喷阀结构复杂，密封及配合精度较高，适用于比较洁净的天然气，其它气体如沼气以及工业尾气等杂质较多，电喷阀无法适用。
对于高含氢气的工业尾气，发动机缸内燃烧速度极快，着火温度低，着火范围广，非常容易发生不正常燃烧，导致进气管回火爆炸等危险状况，这种情况下，需要对单个或多个不正常燃烧的气缸进行空燃比的快速调整，必要时甚至关闭单个或多个气缸的燃气供应，保证发动机的安全运行。目前大缸径燃气发动机常用的所有气缸统一调整空燃比的方式无法满足上述高含氢工业尾气机型的安全运行需求。
实用新型内容
本实用新型为解决上述问题，提供一种步进电机驱动的比例调节阀，适用于复杂成分的工业尾气气体作为燃气的发动机，实现对大缸径、多缸数燃气发动机空燃比的单缸调节与控制，对单个或多个不正常燃烧的气缸进行燃气的快速调整，保证发动机的安全运行。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
步进电机驱动的比例调节阀，包括阀体，阀体水平开设有空气通道以及燃气通道，阀体内垂直设置有阀轴，阀轴由阀体顶部穿过燃气通道设置；燃气通道内还设置有阀片和下螺钉，所述阀片通过下螺钉安装于所述阀轴上；阀体顶部固定设置有螺栓，阀体顶通过螺栓连接有安装板，所述安装板通过螺栓固定于所述阀体上；安装板上安装有步进电机，所述步进电机包括前端轴及后端轴，前端轴和后端轴同轴设置，前端轴设置于步进电机头部，后端轴设置于步进电机尾部；前端轴穿过安装板设置于安装板底部，前端轴顶端设置有联轴器，前端轴通过联轴器连接阀轴；后端轴连接有磁钉，步进电机尾部设置有上螺钉和电路板；所述电路板通过上螺钉安装于所述步进电机尾部；
电路板根据磁钉的角度位置输出驱动信号给步进电机，步进电机的前端轴通过联轴器带动阀轴转动，改变阀片的开度，从而改变燃气通道的流通面积，实现对燃气量的调整与控制。
上述步进电机驱动的比例调节阀中，还包括外壳和插头，插头连接有线缆；所述外壳固定设置于安装板上，所述插头安装于外壳顶面，所述插头与所述电路板之间通过线缆连接。
上述步进电机驱动的比例调节阀中，电路板设置有角度信号采集芯片，所述磁钉与所述角度信号采集芯片正对设置；控制信号传输至电路板，位于电路板上的角度信号采集芯片实时采集并反馈磁钉的角度位置。
上述步进电机驱动的比例调节阀中，步进电机为大扭矩减速步进电机。
上述步进电机驱动的比例调节阀中，安装板底面设置有最大开度限位销及最小开度限位销；所述联轴器侧面安装有水平销；联轴器侧面的水平销在最大开度限位销及最小开度限位销之间转动，从而限制阀片的最大开度与最小开度。
采用本实用新型的产生的有益效果为：
(1)与燃气电喷阀相比，步进电机驱动的比例调节阀能够提供更大范围的燃气流量，成本降低，能够适用于复杂成分的工业尾气气体，能够实现对大缸径、多缸数燃气发动机空燃比的单缸调节与控制，能够对单个或多个不正常燃烧的气缸进行燃气的快速调整，必要时甚至关闭单个或多个气缸的燃气供应，保证发动机的安全运行，可靠性高。
(2)本实用新型采用减速步进电机驱动，具有扭矩大、驱动电流小、快速响应等优势；空气通道与燃气通道集成在同一个阀体上，结构紧凑，连接管路布局简单。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
附图标记说明：1—阀体，2—空气通道，3—阀轴，4—阀片，5—燃气通道， 6—下螺钉，7—联轴器，8—前端轴，9—安装板，10—螺栓，11—步进电机， 12—后端轴，13—磁钉，14—电路板，15—上螺钉，16—线缆，17—插头，18 —外壳，19—角度信号采集芯片，20—最大开度限位销，21—最小开度限位销， 22—水平销
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参考图1，本实用新型提供一种步进电机驱动的比例调节阀，包括阀体1，其特征在于，阀体1水平开设有空气通道2以及燃气通道5，阀体1内垂直设置有阀轴3，阀轴3由阀体1顶部穿过燃气通道5设置；空气通道与燃气通道集成在同一个阀体上，结构紧凑，连接管路布局简单。
燃气通道5内还设置有阀片4和下螺钉6，所述阀片4通过下螺钉6安装于所述阀轴3上；阀体1顶部固定设置有螺栓10，阀体1顶通过螺栓10连接有安装板9，所述安装板9通过螺栓10固定于所述阀体1上；安装板9上安装有步进电机11，所述步进电机11包括前端轴8及后端轴12，前端轴8和后端轴12 同轴设置，前端轴8设置于步进电机11头部，后端轴12设置于步进电机11尾部；前端轴8穿过安装板9设置于安装板9底部，前端轴8顶端设置有联轴器7，前端轴8通过联轴器7连接阀轴3；后端轴12连接有磁钉13，步进电机11尾部设置有上螺钉15和电路板14；所述电路板14通过上螺钉15安装于所述步进电机11尾部；电路板14根据磁钉13的角度位置输出驱动信号给步进电机11，步进电机11的前端轴8通过联轴器7带动阀轴3转动，改变阀片4的开度，从而改变燃气通道5的流通面积，实现对燃气量的调整与控制。
本实用新型还包括外壳18和插头17，插头17连接有线缆16；所述外壳18 固定设置于安装板9上，所述插头17安装于外壳18顶面，所述插头17与所述电路板14之间通过线缆16连接。
本实用新型的信号反馈可以采取如下方案：电路板14设置有角度信号采集芯片19，所述磁钉13与所述角度信号采集芯片19正对设置；控制信号传输至电路板14，位于电路板14上的角度信号采集芯片19实时采集并反馈磁钉13的角度位置。
步进电机11为大扭矩减速步进电机，本实用新型采用减速步进电机驱动，具有扭矩大、驱动电流小、快速响应等优势。
本实用新型还进一步限定阀片4的开度，实现方法为：安装板9底面设置有最大开度限位销20及最小开度限位销21；所述联轴器7侧面安装有水平销 22；联轴器7侧面的水平销22在最大开度限位销20及最小开度限位销21之间转动，从而限制阀片4的最大开度与最小开度。
本实用新型可用于大缸径、多缸数燃气发动机空燃比的单缸调节与控制。空气经过阀体1上的空气通道2进入气缸盖的空气气道，燃气经过阀体1上的燃气通道5进入气缸盖燃气气道，发动机控制系统根据各气缸工作参数输出控制信号经插头17、线缆16传输至电路板14，位于电路板14上的角度信号采集芯片19实时采集并反馈磁钉13的角度位置，电路板14内部电路将控制信号与反馈信号进行对比运算后，输出驱动信号给步进电机11，步进电机11的前端轴 8通过联轴器7带动阀轴3转动，改变阀片4的开度，从而改变燃气通道5的流通面积，实现对燃气量的调整与控制。联轴器7侧面的水平销22在最大开度限位销20及最小开度限位销21之间的范围内运动，限制阀片4的最大开度与最小开度。
本实用新型与燃气电喷阀相比，步进电机驱动的比例调节阀能够提供更大范围的燃气流量，成本降低，能够适用于复杂成分的工业尾气气体，能够实现对大缸径、多缸数燃气发动机空燃比的单缸调节与控制，能够对单个或多个不正常燃烧的气缸进行燃气的快速调整，必要时甚至关闭单个或多个气缸的燃气供应，保证发动机的安全运行，可靠性高。
以上内容是结合具体实施例对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只限于此。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，且性能或用途相同，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (5)
1.一种步进电机驱动的比例调节阀，包括阀体(1)，其特征在于，阀体(1)水平开设有空气通道(2)以及燃气通道(5)，阀体(1)内垂直设置有阀轴(3)，阀轴(3)由阀体(1)顶部穿过燃气通道(5)设置；燃气通道(5)内还设置有阀片(4)和下螺钉(6)，所述阀片(4)通过下螺钉(6)安装于所述阀轴(3)上；阀体(1)顶部固定设置有螺栓(10)，阀体(1)顶通过螺栓(10)连接有安装板(9)，所述安装板(9)通过螺栓(10)固定于所述阀体(1)上；安装板(9)上安装有步进电机(11)，所述步进电机(11)包括前端轴(8)及后端轴(12)，前端轴(8)和后端轴(12)同轴设置，前端轴(8)设置于步进电机(11)头部，后端轴(12)设置于步进电机(11)尾部；前端轴(8)穿过安装板(9)设置于安装板(9)底部，前端轴(8)顶端设置有联轴器(7)，前端轴(8)通过联轴器(7)连接阀轴(3)；后端轴(12)连接有磁钉(13)，步进电机(11)尾部设置有上螺钉(15)和电路板(14)；所述电路板(14)通过上螺钉(15)安装于所述步进电机(11)尾部；
电路板(14)根据磁钉(13)的角度位置输出驱动信号给步进电机(11)，步进电机(11)的前端轴(8)通过联轴器(7)带动阀轴(3)转动，改变阀片(4)的开度，从而改变燃气通道(5)的流通面积，实现对燃气量的调整与控制。
2.根据权利要求1所述的步进电机驱动的比例调节阀，其特征在于：还包括外壳(18)和插头(17)，插头(17)连接有线缆(16)；所述外壳(18)固定设置于安装板(9)上，所述插头(17)安装于外壳(18)顶面，所述插头(17)与所述电路板(14)之间通过线缆(16)连接。
3.根据权利要求1所述的步进电机驱动的比例调节阀，其特征在于：所述电路板(14)设置有角度信号采集芯片(19)，所述磁钉(13)与所述角度信号采集芯片(19)正对设置；控制信号传输至电路板(14)，位于电路板(14)上的角度信号采集芯片(19)实时采集并反馈磁钉(13)的角度位置。
4.根据权利要求1所述的步进电机驱动的比例调节阀，其特征在于：所述步进电机(11)为大扭矩减速步进电机。
5.根据权利要求1所述的步进电机驱动的比例调节阀，其特征在于：所述安装板(9)底面设置有最大开度限位销(20)及最小开度限位销(21)；所述联轴器(7)侧面安装有水平销(22)；联轴器(7)侧面的水平销(22)在最大开度限位销(20)及最小开度限位销(21)之间转动，从而限制阀片(4)的最大开度与最小开度。
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| CN202022964632.3U CN214662063U (zh) | 2020-12-11 | 2020-12-11 | 一种步进电机驱动的比例调节阀 |
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| CN214662063U true CN214662063U (zh) | 2021-11-09 |
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| CN202022964632.3U Active CN214662063U (zh) | 2020-12-11 | 2020-12-11 | 一种步进电机驱动的比例调节阀 |
Country Status (1)
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2020
- 2020-12-11 CN CN202022964632.3U patent/CN214662063U/zh active Active
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